• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.29-42
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• 2012

발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권3호
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• pp.29-38
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• 2018

국가 산업발달과 경제발전으로 사회 기반시설 및 각종 편의시설 등에 대한 지하 공간 사용이 급격히 증가되면서 터널과 같은 지하공간에 대한 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 지하 공간 발파 시 발생되는 분진저감을 위해 분무 제어 시스템을 개발하였다. 분진저감 효과를 증대시키기 위해 분무 방향을 막장 방향으로 제어할 수 있는 분무 가이더를 고안하였다. AUTODYN 프로그램을 이용한 수치해석을 실시하고 그 결과를 기초실험과 비교하였다. 워터 백 내부 도폭선 위치에 따른 분무 확산효과를 검증하기 위해 중앙장약, 하단장약에 대한 수치해석을 하고 실험을 통해 검증하였다. 최적 조건은 뇌관 외부 기폭과 워터 백 내 도폭선 중앙장약이었으며, 그 결과로 인한 분무 입경은 광산 및 터널에서 발파 후 분진 저감에 적합하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.299-307
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• 2010

무장약 가이드공의 균열제어 효과를 파악하기 위하여 무장약 가이드공을 적용한 콘크리트 블록 발파실험 결과를 바탕으로 동적파괴과정해석을 수행하였다. 장약공과 노치형 및 원형 무장약 가이드공을 가진 해석모델을 작성하고 공간격, 암반강도, 폭발하중속도에 따른 최종균열을 분석하였다. 모든 해석모델에서 무장약 가이드공이 설치되어 있는 방향으로 탁월균열이 형성되었으며, 이것은 무장약 가이드공이 균열제어에 효과가 있음을 입증하며 실험결과와도 일치한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제32권2호
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• pp.16-24
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• 2014

본 시공사례는 "중앙선 원주~제천 복선 전철 제 ${\bigcirc}$공구 노반 건설공사" 중 고속도로 하부통과 구간으로서 터널 노선 상부 13m에 운행 중인 고속도로가 있다. 고속도로에 영향을 최소화하기 위하여 무진동 암파쇄 굴착공법이 적용되었으나, 기계식 굴착작업 특성상 굴착 자체에 많은 시간이 소요되어 신속한 터널 폐합이 이루어지지 못해 굴착 중 주변 암반의 변위 증가에 따른 상부 침하가 우려되어 대안공법의 필요성이 요구되었다. 따라서 고속도로의 진동허용기준인 1.0cm/sec 이하로 제어하면서, 터널의 신속한 굴착과 폐합을 통해 지반의 변위를 최소화하여 상부 고속도로의 침하 현상을 방지할 수 있는 전자발파공법(eDevII)이 검토되었다. 사전 굴착영향검토를 시행한 결과, 전자발파를 통해 상부 고속도로의 안정적인 관리가 가능한 것으로 검토되었으며, 이를 기초로한 시공 결과 안전하고, 신속하게 굴착을 완료하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권2호
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• pp.108-118
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• 2010

숭의종합운동장은 철근콘크리트 라멘조의 구조물로서 기둥과 슬래브, 보로 구성된 특수구조물이며, 최근까지 국내에서 발파해체를 실시한 구조물과는 달리, 구조물 내부에 슬래브가 존재하며 전광판이 있는 특수한 구조의 형태를 가지고 있다. 발파해체는 외야석 좌측구간부터 실시하고 관중석의 붕괴는 좌측부터 2열의 기둥을 1개의 블록으로 선정하여 우측으로 연속적으로 붕괴되는 공법을 적용하였고, 높이가 높은 전광판은 전도공법을 적용하였다. 뿐만 아니라 다목적 방호재인 물주머니(water bag)를 적용하여 분진제어를 실시하였다. 그 결과 숭의종합운동장 특수구조물해체는 성공적인 것으로 평가되고 있다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권3호
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• pp.57-74
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• 2005

옛날에는 거대한 바위를 제거하기 위해서는 다이나마이트 등의 폭약을 사용하여 폭파개념의 발파를 해왔다. 그러나 도심지에서 지하철굴착, 건물기초굴착, 택지조성 등을 위해서는 폭파개념의 굴착은 곤란하다. 건설교통부 암발파설계 및 시험발파 잠정지침(안)에서는 0.3cm/sec(센티세크)를 진동안전기준치로 하였을 때 $25\~120m$ 이격거리에서는 TYPE I의 암파쇄굴착공법에서 TYPE IV의 진동제어중규모 발파공법을 권장하고 있다. 본 논문은 25m이내 지역의 최근접 암파쇄굴착공법(TYPE I)적용 최적공법인 나노프라즈마 공법을 소개하고자 한다. 나노프라즈마 공법을 적용하여 도심지 바위를 파쇄할 때 15m거리에서 기존의 미진동발파공법의 절반 진동수준인 0.1cm/sec가 예상되는 획기적인 공법이다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권3호
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• pp.83-89
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• 2005

철골구조물의 노후화에 따라 리모델링 및 해체시기가 도래함에 따라 시공성, 경제성, 안정성 및 환경성을 고려한 노후 철골구조물의 처리방안에 대한 방법들이 모색되고 있다. 현재 H형강의 절단은 산소절단에 의한 방법이 주로 사용되고 있으나, 순간적으로 구조물을 취약화를 시켜 건물을 붕괴시키는 발파해체공법은 아직까지 적용되고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 철골구조물의 발파해체에 필요한 성형폭약(shape charge)을 이용하여 H형강의 절단방법에 대한 요소시험을 실시하였다. 그 결과 사전 절단방법과 부재의 두께에 따른 단면$\cdot$양면 절단방법을 도출하였고, 성형폭약 고정장치에 따른 부착방법과 그 용이성을 확인하였다. 또한, 성형폭약을 이용하여 절단시 발생하는 소음을 저감하기 위하여 방호박스를 이용한 절단시험결과 약 8dB(A)의 저감효과가 나타났으나, 향후 도심지에서의 구조물 해체를 고려한다면 규제기준이하로 소음을 제어할 수 있는 방법에 대한 추가연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권4호
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• pp.7-15
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• 2004

본 연구에서는 PFC3D를 사용한 폭원모델링 기법을 제안하고, 제안된 기법을 시멘트 모르타르와 같은 연약재료의 발파에 적용하여 그 적용성을 시험해 보았다. PFC3D는 개별요소법(DEM)을 기반으로 하고 있어 응력파의 전파와 재료의 동적 파괴현상을 모사하는데 적합한 코드로 분류된다. 폭원모델링 과정에서는 공내입자들의 반경을 팽창/수축시키는 기법을 통해 공벽입자들에 접촉력의 형태로 폭발압력을 부여하는 방법을 사용하였으며, 입력하중에 따라 공벽에서 유발되는 접촉력을 계산단계마다 측정 및 보정함으로써 폭발압력의 크기를 제어할 수 있도록 하였다. 시멘트 모르타르 블록의 발파모델링 과정에서는 기존의 외력을 이용하는 방법과 본 연구에서 제안하고 있는 접촉력을 이용하는 기법을 각기 적용함으로써 연약재료의 파괴과정을 정성적으로 비교하여 보았다. 해석결과, 제안된 폭원모델링 기법을 적용한다면 암석이나 콘크리트와 같은 공학재료들이 발파과정에서 보이는 파괴거동을 수치적으로 보다 유사하게 모사 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권2호
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• pp.50-58
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• 2010

본 연구는 아직 국내에서 연구가 미비한 분야인 슬롯드릴링 공법에 대해 분석한 것이며 슬롯드릴링 공법을 공사현장에서 적용할 수 있는 이론적인 기반을 마련하고자 하였다. 본 연구는 슬롯드릴링 공법을 통해 진동저감의 가능성을 제안한다. 수치해석을 통해 슬롯드릴링의 유효제원 관해 크게 두 가지를 분석 하였다. 하나는 슬롯과 진원 사이의 거리에 따른 진동속도의 변화를 분석이며 다른 하나는 진동제어를 위한 적절한 크기의 슬롯너비와 슬롯높이를 찾고자 하였다. 결론적으로 진원과 슬롯사이의 거리가 멀어질수록 진동저감 효과가 감소함을 알 수 있었다. 그리고 슬롯제원의 변화에 따른 임의의 계측지점에서의 진동속도에 대한 영향도 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제30권1호
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• pp.63-75
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• 2020

터널 발파의 최외곽에서 발생할 수 있는 과대 여굴은 작업자 및 장비의 안전에 저해되며 숏크리트 등 지보량의 증가로 공사 비용이 증가시키는 주요 원인이다. 이러한 여굴은 화약 에너지와 암반의 특성 간의 복잡한 발생 메커니즘으로 인해 완벽한 제어가 매우 어렵다. 본 연구는 여굴 발생의 중요한 원인인 암반의 공학적 특성 중 무지보 막장 상태, 단축압축강도, 풍화도 및 불연속면의 특성(빈도, 상태 및 불연속면과 최외곽선과의 각도) 등과 발생한 여굴의 깊이와의 관계를 feed-forward 인공신경망을 통해 분석하였다. 이를 통해 통해 얻어진 각 인자의 가중치를 기초로 여굴저항도(Overbreak Resistance Factor: ORF)를 개발하였다. 더불어 여굴저항도를 이용한 터널 발파 여굴 관리 시스템을 제안한다.